intTypePromotion=1
ADSENSE

Xác định hệ số phản ứng nhiệt của tường xây dựng ở điều kiện Việt Nam theo phương pháp hồi qui miền tần số

Chia sẻ: ViAmman2711 ViAmman2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

25
lượt xem
0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của nghiên cứu này là xác định các hệ số phản ứng nhiệt của vách tường xây dựng trong điều kiện Việt Nam để sử dụng cho tính toán tải nhiệt. Trong nghiên cứu này, một chương trình Matlab được phát triển dựa trên phương pháp hồi quy miền tần số để thiết lập hàm truyền đa thức s dẫn nhiệt tức thời qua tường xây dựng.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Xác định hệ số phản ứng nhiệt của tường xây dựng ở điều kiện Việt Nam theo phương pháp hồi qui miền tần số

  1. Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) 56 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHẢN ỨNG NHIỆT CỦA TƯỜNG XÂY DỰNG Ở ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM THEO PHƯƠNG PHÁP HỒI QUI MIỀN TẦN SỐ DETERMINATION OF THERMAL RESPONSE FACTORS OF BUILDING WALL IN VIET NAMCONDITION BASED ON FREQUENCY DOMAIN REGRESSION METHOD Lê Minh Nhựt Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM Ngày tòa soạn nhận bài 05/9/2016, ngày phản biện đánh giá 6/10/2016, ngày chấp nhận đăng 01/11/2016 TÓM TẮT Mục đích của nghiên cứu này là xác định các hệ số phản ứng nhiệt của vách tường xây dựng trong điều kiện Việt Nam để sử dụng cho tính toán tải nhiệt. Trong nghiên cứu này, một chương trình Matlab được phát triển dựa trên phương pháp hồi qui miền tần số để thiết lập hàm truyền đa thức s dẫn nhiệt tức thời qua tường xây dựng. Các hệ số phản ứng nhiệt đạt được dựa vào sự biến đổi Laplace của hàm truyền đa thức s. Kết quả tính toán cho thấy các hàm truyền đa thức s bậc 5 của truyền nhiệt phía ngoài, xuyên qua vào phía trong của tường xây dựng được tìm tại 55 điểm đầu tiên của N=11 (7-2)+1 điểm tần số trong dải tần số 𝜔𝑘 từ 10-7 đến 10-2 radian/s và phần trăm sai số giữa hệ số truyền nhiệt U và tổng các hệ số phản ứng nhiệt của truyền nhiệt phía ngoài, xuyên qua và phía trong của vách tường theo công thức lần lượt là 7.4410-9%, 5.8310-9%, 5.8610-9%. Từ khóa: Hệ số phản ứng nhiệt; tường xây dựng; phương pháp hồi qui miền tần số; dẫn nhiệt tức thời; tải nhiệt. ABSTRACT The objective of this research is to determine the thermal response factors of building wall to use for thermal load calculation of building in Viet Nam condition. In this work, a MATLAB program was developed based on the frequency domain regression (FDR) method to estimate the polynomial s-transfer function of transient heat conduction of building wall. The values of thermal response factors were obtained by applying Laplace transforms on the polynomial s-transfer function. The calculated results showed that the fifth-order polynomial s-transfer functions of the outside heat conduction G X(s), across heat conduction G Y(s) and inside heat conduction G Z(s) of building wall were found at the 55 first points of N=11(7-2)+1 frequency points within the frequency range of 10-7 to 10-2 radian.s-1, and the error percentage between the thermal transmittance coefficient U and the sum of thermal response factors of the outside heat conduction, across heat conduction and inside heat conduction of the building wall were 7.4410-9%, 5.8310-9%, 5.8610-9%, respectively. Keywords: Thermal response factors; building wall; frequency domain regression method; transien heat conduction; thermal load.
  2. Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 57 1. GIỚI THIỆU tọa độ được đề xuất, nhưng phương pháp này có nhược điểm là tăng độ phức tạp khi tính Trong nền kinh tế đang phát triển, các tòa toán[7]. Phương pháp không gian trạng thái nhà cao tầng, khách sạn, khu nghỉ dưỡng và các cũng được đề xuất để tránh sự mất nghiệm, nhà máy xí nghiệp ngày càng được xây dựng ưu điểm của phương pháp này là hệ số phản nhiều hơn đòi hỏi bổ sung các phương pháp tính ứng nhiệt của cấu trúc xây dựng được tìm mà toán nhiệt vật liệu mới để có thể đáp ứng yêu không cần tìm nghiệm của hàm truyền đa cầu xây dựng công trình xanh hiện nay. thức[8]. Gần đây, Chen và cộng sự [9] trình Việc tính toán tải nhiệt là nhiệm vụ cốt bày phương pháp điểm lưới dựa trên kỹ thuật yếu trong thiết kế và mô phỏng các quá trình nhận dạng hệ thống để xác định hàm truyền nhiệt qua kết cấu bao che của công trình. Đối của cấu trúc xây dựng kín từ dữ liệu thí với các tòa nhà ở khí hậu nhiệt đới, dòng nghiệm. Tác giả kết luận rằng kỹ thuật này nhiệt qua kết cấu xây dựng chiếm phần lớn có thể tìm hệ số phản ứng nhiệt của cấu trúc phụ tải nhiệt, do đó việc tính toán chính xác xây dựng không đồng nhất. Phương pháp hồi dòng nhiệt này là điều rất quan trọng. Thông qui miền tần số được phát triển để thiết lập thường, tính toán dòng nhiệt qua kết cấu xây hàm truyền dẫn nhiệt của cấu trúc xây dựng dựng thường tính theo trạng thái ổn định vì nhiều lớp theo đặc trưng phản ứng tần số lý đơn giản nhưng có nhược điểm là độ chính thuyết của nó và được tính toán dựa trên xác không cao. Thực tế dòng nhiệt qua cấu phép nhân nhiều ma trận bên trong phạm vi trúc xây dựng là dòng nhiệt không ổn tần số xem xét[10]. Wang và Chen [11-13] đề định(phụ thuộc thời gian) và tính toán dòng xuất một mô hình tính tải nhiệt cho cấu trúc nhiệt không ổn định có ưu điểm dự đoán xây dựng dựa trên phương pháp hồi qui miền chính xác tải nhiệt và tải đỉnh nhưng có tần số để xác định các hệ số của hàm truyền nhược điểm là tính toán rất phức tạp. Do đó dẫn nhiệt. Theo kết quả tính toán, các tác giả các nhà khoa học trong quá trình xây dựng khẳng định rằng hàm truyền đa thức s đạt phương pháp tính toán đã đơn giản hóa bài được từ lý thuyết phản ứng tần số của cấu toán dòng nhiệt tức thời qua kết cấu xây trúc xây dựng dựa vào phương pháp hồi qui dựng dựa vào phương pháp chuyển đổi miền tần số là tương đương hàm truyền Laplace và Laplace ngược được đề xuất sớm hyperbolic s theo các số hạng của tần số đặc nhất bởi Churchill và Brisken[1,2]. Dựa trên trưng. Để giảm bớt các bước tính toán cho nghiên cứu của Churchill và Brisken, các cấu trúc xây dựng có nhiều hệ số phản Stephenson và Mitalas[3-6] đã cải tiến và đề ứng nhiệt, một phương pháp tính hệ số phản xuất một phương pháp tính dòng nhiệt tức ứng nhiệt theo chu kỳ thời gian cũng được đề thời qua cấu trúc xây dựng dựa vào các hệ số xuất, trong nghiên cứu này, hệ số phản ứng phản ứng nhiệt. Trong phương pháp này, nhiệt theo chu kỳ được xác định theo các cực dòng nhiệt tức thời liên quan đến giá trị nhiệt và phần dư của hàm truyền đa thức s[14]. Để độ hiện tại và giá trị trước đó. Tuy nhiên, rút ngắn khoảng cách thời gian giữa hai giá chuỗi các giá trị hệ số phản ứng nhiệt của cấu trị của hệ số phản ứng nhiệt nhằm tăng độ trúc xây dựng thường rất dài, vì vậy quá trình chính xác và phù hợp với các giá trị thời gian tìm nghiệm của hàm hyperbolic rất phức tạp thực tế thí nghiệm, Wang và cộng sự [15] đã dẫn đến tính toán sai do mất nghiệm, đặc biệt nghiên cứu và kết luận rằng đối với cấu trúc là những nghiệm ở gần nhau. Một phương xây dựng nhẹ và trung bình thì các hệ số hàm pháp cải tiến sự tìm nghiệm mẫu số hàm đa truyền dẫn nhiệt có thể được tính với bước thức dựa vào sự đổi dấu của nghiệm trên trục nhảy thời gian là 60 giây còn cấu trúc xây
  3. Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) 58 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh dựng nặng là 300 giây. Tóm lại, để tính dòng không đổi, và giá trị nhiệt độ T(x,0)=0, thì nhiệt tức thời qua vách tường xây dựng thì hệ phương trình (1) và (2) được biểu diễn qua số phản ứng nhiệt đóng vai trò rất quan trọng. biến Laplace s liên quan đến dòng nhiệt và Hiện nay phương pháp hồi qui miền tần số nhiệt độ cả hai bề mặt như công thức sau[1-7]: được sử dụng rộng rãi để tính toán hệ số Ti (s)  To (s)   A(s) B(s)  To (s)  phản ứng nhiệt vì nó có độ chính xác cao. q (s)  M (s)q (s)  C (s) D(s) q (s) (3)  i   o    o  Tuy nhiên, đối với mỗi loại vật liệu xây dựng khác nhau thì hệ số phản ứng nhiệt sẽ hội tụ M(s) là ma trận tích của toàn bộ vách khác nhau vì đặc trưng tần số khác nhau. tường và nó được tính như công thức (4): Mục đích của nghiên cứu này là sử dụng  A( s) B( s)  M (s)     M n ( s)....M 1 ( s) (4) phương pháp hồi qui miền tần số để tính toán C ( s) D( s) các hệ số phản ứng nhiệt của vách tường xây Ở đây Mi(s) là ma trân của lớp thứ i và dựng theo tiêu chuẩn Việt Nam nhằm xây được tính như sau: dựng cơ sở dữ liệu để sử dụng cho việc tính  Ai Bi  toán dòng nhiệt tức thời khi tính toán tải nhiệt, M i ( s)   (i=1,2…n) (5) Ci D i  tải lạnh và mô phỏng dòng nhiệt tức thời để xác nhận giữa lý thuyết và thực nghiệm. và mỗi phân tố của nó được biểu diễn qua 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT hàm hyperbolic với biến Laplace s như sau: 2.1 Phương pháp hồi qui miền tần số Ai  Di  cosh(Li s / ai ) (6) Thông thường, cấu trúc xây dựng của Bi   Ri sinh(Li s / ai ) /( Li s / ai ) (7) các tòa nhà thường có nhiều hơn hai lớp. Trong nghiên cứu này, vật liệu mỗi lớp của Ci   Li s / ai sinh(Li s / ai ) / Ri (8) tường xây dựng được xem như là đồng nhất Trong đó Li, Ri và ai  (i / i c pi ) là chiều cả về tính chất, hệ số dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng. v.v…Phương trình vi phân dòng nhiệt dày, nhiệt trở và hệ số dẫn nhiệt độ lớp thứ i truyền qua các lớp tường xây dựng xem như của tường xây dựng. là một chiều và có dạng được tính như sau: Công thức (3) có thể viết lại dựa trên sự liên quan của nhiệt độ và dòng nhiệt của  2T ( x, t )  T ( x, t )  (1) hai bề mặt như sau: x 2  .c p t qo ( s)  GX ( s) GY ( s)  To ( s) Ở đây, T là trường nhiệt độ phụ thuộc  q ( s )     G ( s ) G ( s )  T ( s )  (9)  i    i  tọa độ x, và thời gian t. Còn  ,  và c p là hệ số Y Z dẫn nhiệt, khối lượng riêng và nhiệt dung Trong đó GX (s) , GY (s) và GZ (s) là riêng của vật liệu. các hàm truyền nhiệt phía ngoài, xuyên qua Dòng nhiệt tại vị trí tọa độ x và thời và phía trong của vách tường. Đây là các gian bất kỳ t được tính như sau: hàm siêu việt. Khi A(s) D(s)  C(s) B(s)  1 thì GX (s) , GY (s) và GZ (s) được tính như sau: T ( x, t ) q( x, t )   (2) x GX (s)  A(s) / B(s) (10) Khi thừa nhận rằng các tính chất của vật GY (s)  1 / B(s) (11) liệu tường như hệ số dẫn nhiệt, khối lượng riêng và nhiệt dung riêng mỗi lớp tường là GZ (s)  D(s) / B(s) (12)
  4. Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 59 Khi thay s  j vào công thức (10-12) Các giá trị N điểm tầng số được tìm thì các hàm này trở thành hàm phức GX ( j ) , trong phạm vi [10 n1 ,10 n2 ] , GY ( j ) và GZ ( j ) , và đây chính là các đặc N  10(n1  n2 )  1 và tần số xác định theo trưng tần số của truyền nhiệt phía ngoài,  k  10  n  ( k 1)( n  n 1 1 2) /( N 1) (k=1,2…N).Hàm xuyên qua và phía trong của vách tường. phức như công thức (14) có thể biểu diễn Khi thừa nhận rằng các hàm truyền vách thành hai thành phần đó là phần thực và phần tường có thể biểu diễn qua hàm truyền ảo tại điểm thứ k nào đó như công thức (15): ~ ~ hyperbolic G ( s) dạng đa thức dựa trên phương G( jk )  Pk  jQk (15) pháp hồi qui miền tần số như sau[10-12]: Các hệ số của hàm đa thức (13,14) ~ ~    s   2 s  .....   r s 2 r B (s) được tìm dựa trên hàm chuẩn[11] như sau: G ( s)  0 1  ~ (13) 1  1s   2 s 2  ....   m s m 1  A(s) J ( )  ( H *  g * )T ( H  g ) (16) Ở đây: i and  i là các hệ số thực, r Ở đây dấu * là lượng liên hợp phức,  T , và m là bậc của tử số và mẫu số. Khi thay gT và H được tính như sau[11]: s  jk (k=1,2…N) vào công thức (13) thì ta có công thức được tính như sau:  T  [ 0 1  2  3  4  1  2  3  4 ...] (17) ~ ~    j   ( j ) 2  ...   r ( jk ) r B ( jk ) g T  [G1 G2 . . GN ] (18) G( jk )  0 1 k 2 k2  ~ (14) 1  1 jk   2 ( j k )  ...   m ( jk ) m 1  A( j k ) 1 j1 ( j1 ) 2 ( j1 ) 3 ( j1 ) 4   j1G1  ( j1 ) 2 G1  ( j1 ) 3 G1  ( j1 ) 4 G1    1 j2 ( j2 ) 2 ( j2 ) 3 ( j2 ) 4  j2G2  ( j2 ) 2 G2  ( j2 ) 3 G2  ( j2 ) 4 G2  H  1 j3 ( j3 ) 2 ( j3 ) 3 ( j3 ) 4  j3G3  ( j3 ) 2 G3  ( j3 ) 3 G3  ( j3 ) 4 G3  (19)       1 j N ( j N ) 2 ( j N ) 3 ( j N ) 4   j N GN  ( j N ) 2 GN  ( j N ) 3 GN  ( j N ) 4 GN    Đặt   real ( H *T H ) và 2  real ( H *T g  H T g * ) Khi thừa nhận tồn tại hàm  nó là  thì công thức (20) có dạng: cực tiểu của hàm mục tiêu   minj( ), thì   hàm mục tiêu có thể biểu diễn:     hoặc    1 (21)  Giá trị của  và  được tính như sau: 2H *T H   H *T g  H T g* (20)  V0 0 V 2 0 V 4  W 1 S 1 W 3 S 4 W 5   0 V 0 V 0  S W S W S   2 4 2 3 4 5 6   V2 0 V 4 0 V 6  W 3 S 4 W 5 S 6 W 7   0 V 0 V 0  S W S W S  V 0 4 V 6 0 V  W 4 S 5 W 6 S 7 W 8   (22)  4 6 8 5 6 7 8 9        W S W S W  U 0 U 0 U   1 2 3 4 5 2 4 6   S2 W S W S  0 U 0 U 0  3 4 5 6 4 6 W S W S W  U 0 U 0 U   S 3 4 5 6 7 4 6 8 W S W S  0 U 0 U 0   4 5 6 7 8 6 8   W5 S W S W  U 0 U 0 U  6 7 8 9 6 8 10      
  5. Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) 60 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh T  S0 W1  S2 W3 S4  0 U2 0 U4 0  (23) Ở đây: X j ( W / m2 K )là hệ số phản Giá trị của Vi, Wi Ui và Si được tính ứng nhiệt bên ngoài (j=0,1,2..n), Y j như sau: ( W / m2 K )là hệ số phản ứng nhiệt xuyên N N qua(j=0,1,2..n) và Z j ( W / m2 K )là hệ số phản Vi   ki , Si   ki Pk , k 1 k 1 ứng nhiệt bên trong(j=0,1,2..n), Ti , To là N N Wi  ki Qk , Ui  ki (Qk2  Pk2 ) (24) nhiệt độ bề mặt bên trong và bên ngoài. k 1 k 1 2.2 Cấu trúc tường xây dựng Sử dụng kết quả đạt được từ (22) để Trong nghiên cứu này, tường đơn (bề tính đặc trưng của lý thuyết tầng số (10-12), dày qui ước: 110mm) gạch đất sét nung giá trị các hệ số phản ứng nhiệt xuyên qua (QCVN 09:2013/BXD) như hình 1 được chọn của vách tường xây dựng đạt được từ công để tính toán các hệ số phản ứng nhiệt vì đây là thức (11) được tính như sau: loại tường xây dựng phổ biến ở Việt Nam. m i Y0  U    (1  e i 1 si  ) (25) m i Yj     (1  e i 1 si  2 ( j 1) si  ) e (26) Ở đây U là nhiệt trở của vách tường xây dựng, thời gian 𝑡 = 𝑗∆𝜏(j=1, 2, 3…),  i là phần dư của GY (s) / s 2 và được tính như sau: ~  B (s ) i  2 i (27) si A( si ) Hình 1. Cấu trúc của tường đơn. ~ Ở đây A( si ) là đạo hàm của A( s) tại Chi tiết về tính chất của tường xây dựng nghiệm thứ i và si ( i=1,2,3..m) là nghiệm được thể hiện như trong bảng 1. ~ Bảng 1. Chiều dày và tính chất tường thứ m của mẫu số 1  A( s) . Mô tả Chiều Hệ số Khối Nhiệt Nhiệt Giá trị của các hệ số phản ứng nhiệt bên dày dẫn lượng dung trở ngoài và bên trong X j và Z j (j=1, 2, 3…) δ(m) nhiệt riêng riêng R ~ λ ρ cp (m2K/W) được tính toán giống (23) và (24) cho GX ( s) (W/mK) (kg/m3) (J/kgK) ~ và GZ ( s) . Dòng nhiệt tức thời qua vách tường Lớp vữa 15 0.93 1800 840 0.0161 tại bề mặt trong và ngoài vách liên quan cả Lớp gạch 105 0.52 1300 880 0.2019 thời gian, nhiệt độ hiện tại và quá khứ được Lớp vữa 15 0.93 1800 840 0.0161 tính như sau[1-11]: n n Trong nghiên cứu này, một chương trình qi (t )  Z oTi,t   Z jTi,t  j  YoTo,t   Y jTo,t  j (28) Matlab được phát triển dựa vào mô hình hóa j 1 j 1 toán học bên trên để tính toán các giá trị hệ số n n qo (t )   X oTo,t   X jTo,t  j  YoTi ,t   Y jTi ,t  j (29) phản ứng nhiệt của vách tường xây dựng, sơ j 1 j 1 đồ thuật toán được mô tả như hình 2.
  6. Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 61 Bắt đầu N được lựa chọn phụ thuộc vào tính chất vật liệu của tường như vật liệu có cấu trúc nặng, Đọc: kích thước và tính trung bình và nhẹ. Để tăng độ chính xác của chất của vách tường quá trình tính toán, đặc tính tầng số có giá trị từ N1 đến N2 bên trong N điểm tần số được lựa chọn với điều kiện N1 1 và N2  N để Tính: tầng số và n1,n2, N, ωk xây dựng hàm truyền đa thức s. Trong suốt Tính ma trận tích của các quá trình tính toán, các hệ số của hàm truyền lớp vách đa thức s như n, m, n1 , n2 , N1 và N 2 được thay Tính đặc tính tầng số đổi cho đến khi thỏa mãn điều kiện hội tụ GX,GY,GZ (công thức 30). Điều kiện để kiểm tra giá trị Tính: Hàm truyền đa thức s, các cực và phần dư của của hệ số phản ứng nhiệt đúng hay sai đó là hàm truyền Tính: Hệ số phản tổng các hệ số phản ứng nhiệt phải bằng hệ ứng nhiệt Xj,Yj,Zj số truyền nhiệt U(W/m2K) của vách tường như công thức sau[7-15]: Kiểm tra hội tụ M M M Yes Stop j 1 Xj   j 1 Yj  Z j 1 j U (30) No Ở đây U là hệ số truyền nhiệt của vách tường và được tính như sau: Hình 2. Sơ đồ thuật toán tính hệ số phản ứng 1 nhiệt. U (31) Rvua  Rgach  Rvua Trong tính toán này, việc lựa chọn chính xác số điểm tần số rất quan trọng. Các Trong đó: Rvữa(m2K/W), Rgạch(m2K/W) là giá trị của dãy tần số n1,n2 và số điểm tần số nhiệt trở của lớp vữa và lớp gạch của tường. ~ 5.76596 E  2s 5  20.52861 s 4  1.57038 E  1s 3  3.27745 E  4s 2  1.65566 E  7s  9.33195 E  12 (32) G X ( s)  s  1.16256 E  1s  1.76683 E  3s  7.48867 E  6s  9.05539 E  9s  2.18158 E  12 5 4 3 2 ~  3.73796 E  3s 5  3.74384 E  5s 4  5.00301 E  7s 3  2.91567 E  9s 2  1.30533 E  11s  2.53427 E  14 (33) GY (s)  5 s  6.39119 E  3s  2.57115 E  5s  4.20341 E  8s  3.09404 E  11s  5.93646 E  15 4 3 2 ~ 5.76596 E  2s 5  20.52862 s 4  1.57038 E  1s 3  3.27745 E  4s 2  1.65566 E  7s  9.33195 E  12 (34) GZ ( s )  s 5  1.16256 E  1s 4  1.76683 E  3s 3  7.48867 E  6s 2  9.05539 E  9s  2.18158 E  12 Bảng 2. Hệ số phản ứng nhiệt của vách tường xây dựng j X(j) (W/m2K) Y(j) (W/m2K) Z(j) (W/m2K) 1 17.692758884088555 0.358414062908375 17.692758892782006 2 -11.557014807303762 2.065745782193964 -11.557014818820837 3 -1.277732832644018 1.185332497637180 -1.277732833811779 4 -0.401232480732582 0.422490663005649 -0.401232478023299 5 -0.127340528173747 0.152298587250957 -0.127340527298692 6 -0.040421149410789 0.054940194440758 -0.040421149132950 7 -0.012830741967018 0.019816814201323 -0.012830741878825 8 -0.004072817033803 0.007147935853234 -0.004072817005808 9 -0.001292819904215 0.002578264071633 -0.001292819895328
  7. Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) 62 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 10 -0.000410375249091 0.000929981133487 -0.000410375246270 11 -0.000130263963695 0.000335444658397 -0.000130263962799 12 -0.000041349229212 0.000120995055470 -0.000041349228927 13 -0.000013125339564 0.000043642976812 -0.000013125339473 14 -0.000004166330109 0.000015742043488 -0.000004166330081 15 -0.000001322503429 0.000005678162932 -0.000001322503420 16 -0.000000419797585 0.000002048116200 -0.000000419797582 17 -0.000000133254863 0.000000738756534 -0.000000133254862 18 -0.000000042298620 0.000000266469850 -0.000000042298619 19 -0.000000013426701 0.000000096115808 -0.000000013426701 20 -0.000000004261990 0.000000034669020 -0.000000004261990 21 -0.000000001352868 0.000000012505133 -0.000000001352868 22 -0.000000000429436 0.000000004510608 -0.000000000429436 23 -0.000000000136314 0.000000001626978 -0.000000000136314 24 -0.000000000043270 0.000000000586852 -0.000000000043270 ∑ 4.270219489599711 4.270219489032414 4.270219489531991 U 4.270219489281749 4.270219489281749 4.270219489281749 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN miền tần số đã được phát triển để tính toán Kết quả tính toán theo phương pháp hồi hệ số phản ứng nhiệt của vách tường xây qui miền tần số và chương trình Matlab được dựng ở điều kiện Việt Nam. Hàm truyền đa phát triển ở trên cho thấy rằng hàm truyền đa thức s của truyền nhiệt phía ngoài, xuyên ~ qua và phía trong được xác định tại phạm vi thức s bậc 5 của truyền nhiệt phía ngoài GX ( s) , dải tần số n1, n2 và số điểm tần số N là 9,2 ~ ~ xuyên qua GY ( s) và phía trong GZ ( s) của vách và 55. Sai số giữa hệ số truyền nhiệt U và tường được thể hiện như công thức(32-34). tổng các hệ số phản ứng nhiệt của truyền Trong tính toán này, các giá trị của phạm vi dãi nhiệt phía ngoài, xuyên qua và phía trong tần số n1, n2 và số điểm tần số N được xác định của vách tường là 7.44x109% , 5.83x109% , tại 9,2 và 55( N  11(n1  n2 )  1 ). Hệ số phản 5.86x109% .Sai số này rất nhỏ chứng tỏ kết ứng nhiệt được tìm dựa vào công thức(25-26) quả tính toán có độ chính xác cao. tương ứng cho truyền nhiệt phía ngoài, xuyên Kết quả nghiên cứu này sẽ được sử qua và phía trong được thể hiện trong bảng 2, dụng làm dữ liệu để tính toán và mô phỏng sự hội tụ của tổng các giá trị của hệ số phản dòng nhiệt tức thời xuyên qua các loại vách ứng nhiệt tại giá trị j=24. Phần trăm sai số giữa tường xây dựng phổ biến ở Việt Nam. hệ số truyền nhiệt U và tổng các hệ số phản ứng nhiệt của dẫn nhiệt phía ngoài, xuyên qua LỜI CẢM ƠN và phía trong của vách tường theo công thức Tác giả chân thành cảm ơn sự tài trợ về (28) lần lượt là 7.44x109 % , 5.83x109% , kinh phí nghiên cứu trong khuôn khổ đề tài 5.86x109% . nghiên cứu khoa học cấp trường trọng điểm T2016-65TĐ của trường Đại học Sư phạm 4. KẾT LUẬN Kỹ thuật Tp.HCM. Trong nghiên cứu này, một chương trình Matlab dựa trên phương pháp hồi qui
  8. Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 39 (12/2016) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] R.V. Churchill, Operational mathematics, 2nded. New York: McGraw-Hill,. [2] W. N. Brisken and S.G. Reque, Heat load calculations by thermal response, ASHRAE Transaction,62, pp.391-424, 1956. [3] G. P. Mitalas, Calculations of transient heat flow through walls and roofs, ASHRAE Transaction, 74, pp.182-188, 1968. [4] G. P. Mitalas and D.G. Stephenson, Room thermal response factors, ASHRAE Transaction, 73(2), III.1.1-1.7, 1967. [5] G. P. Mitalas and D.G. Stephenson, Cooling load calculation by thermal response method, ASHRAE Transaction, 73(1), pp.125-134, 1967. [6] G. P. Mitalas and D.G. Stephenson, Calculations of heat conduction transfer functions for multi-layer slabs, ASHRAE Transaction, 77, pp.117-126, 1971. [7] D. C. Hittle and R. Bishop, An improved root-finding procedure for use in calculating transient heat flow through multilayered slab, Int.J. Heat and Mass Transfer, 26, pp.1685-1693, 1983. [8] K. Ouyang and F. Haghighat, A procedure for calculating thermal response factors of multi-layer walls-state space method, Building and Environment, 26, pp.173-177, 1991. [9] Y. M. Chen and Z. K. Chen, A neural – network based experimental technique for determining z-transfer function coefficients of a building envelope, Building and Environment, 35, pp.181-189, 2000. [10] Y. M. Chen and S. W. Wang, Frequency-domain regression method for estimating CTF models of building multilayer constructions, Applied Mathematical Modelling, 25, pp.579-592, 2001. [11] S. W. Wang and Y. M. Chen, A novel and simple building load calculation model for building and system dynamic, Applied Thermal Engineering, 21, pp.683-702, 2001. [12] S. W. Wang and Y. M. Chen, A simple procedure for calculating thermal response factors and conduction transfer functions of multilayer, Applied Thermal Engineering, 22, pp.333-338, 2002. [13] S. W. Wang and Y. M. Chen, Transient heat flow calculation for multilayer construction using a frequency domain regression, Building and Environment, 38, pp.45-61, 2003. [14] Y. M. Chen and S. W. Wang, A new procedure for calculating periodic response factors based on frequency domain regression method, In.l Journal of Thermal Sience, 44, pp.382-392, 2005. [15] J. Wang, S. Wang and et al, Short time step heat flow calculation of building constructions based on frequency domain regression method, Int. Journal of Thermal Sience, 48, pp.2355-2364, 2009. Tác giả chịu trách nhiệm bài viết: Lê Minh Nhựt Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Email: nhutlm@hcmute.edu.vn
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2